A Study on Lifting Problem of Hydrofoil Using Robin Boundary Condition

혼합경계조건에 의한 수중익 해석에 관한 연구

This paper compares various potential based panel methods for the analysis of two-dimensional hydrofoil. The strength of singularity on each panel is assumed to be constant or linear. Robin boundary condition as well as Neumann and Dirichlet boundary conditions are applied to various formulations to evaluate the accuracies of the methods. Pressures and lifts are computed for various two-dimensional hydrofoil geometries and are compared with the analytic solutions. Extensive studies are performed on the local errors near the trailing edge, known to be sensitive to the foil geometry with sharp trailing edge and high camber. Robin boundary condition with the perturbation velocity potential formulation shows the best accuracy and convergence rate.

본 논문은 2차원 수중익 주위의 유동해석을 위하여 포텐셜을 기저로한 여러가지 패널법을 비교 한다. 각 패널에서의 특이함수의 세기는 일정하거나 선형으로 변한다고 가정하고, Neumann 및 Dirichlet의 경계조건과 함께 혼합경계조건(Robin경계조건)을 적용하여 정식화를 한후, 각 방법의 정확도를 평가 하였다. 여러가지 2차원 단면에 대한 압력분포 및 양력을 계산하고, 해석해와 비교하였다. 날카로운 뒷날과 큰 캠버값을 갖는 날개의 경우에 특히 예민하다고 알려진 날개 뒷날 부근에서의 국소오차에 대하여 집중적인 연구를 수행하였다. 비교해석 결과, 혼합 경계조건을 사용하는 정식화 방법이 가장 정확성이 높고, 수렴속도도 우수함을 밝혔다.